Jesteś w: Manager » Cztery koła, dwa koła

Róbmy wodę!

14.03.2016 19:04  Cztery koła, dwa koła
Róbmy wodę! Róbmy wodę!

Najpowszechniejszy pierwiastek we wszechświecie, wodór, może w najbliższych

latach zmienić oblicze Ziemi, cywilizacji i społeczeństwa globalnego. A właściwie
nie tyle „może”, co powinien zmienić

Wodór jest najpowszechniej występującym pierwiastkiem chemicznym we wszechświecie i najlżejszym w układzie okresowym. Jest niezwykle łatwy do uzyskania w laboratorium, ale powstaje go też mnóstwo w codziennej działalności przemysłu chemicznego i petrochemicznego. W obecności tlenu bardzo szybko i chętnie (wybaczcie mi to uproszczenie, drodzy naukowcy!) współtworzy wodę, wydzielając przy tym ogromne ilości energii. Może to przyjąć postać wybuchu o olbrzymiej sile, co bywa entuzjastycznie wykorzystywane przez człowieka.

Łączony z tlenem wodór był superekologicznym (bo dającym „spaliny” w postaci pary wodnej) paliwem silników startowych wszystkich wahadłowców. Ale wodór był także w ich wnętrzach (oraz we wszystkich pojazdach załogowych wszelkiego pochodzenia programów kosmicznych), gdzie służył do produkcji wody. Bo – jak wiadomo – w kosmosie jest z nią problem. Ale woda była w statkach kosmicznych tylko… produktem ubocznym. Głównym była energia elektryczna.

Wytwarzały ją tzw. ogniwa paliwowe zasilane właśnie wodorem. Ogniwo takie – właśnie w wersji wodorowej – jest dość starym wynalazkiem, opatentowano je jako metodę wytwarzania prądu elektrycznego już w 1836 roku. Aż do czasów pierwszych amerykańskich lotów kosmicznych na początku lat 60. ubiegłego wieku uważano je za raczej ciekawostkę laboratoryjną, niespecjalnie użyteczną ze względu na konieczność stosowania drogich elementów (jak platyna), by z połączenia wodoru i tlenu uzyskać bez wybuchu efekt w postaci elektryczności (i oczywiście wody).

Dopiero konieczność wymyślenia urządzenia zapewniającego wytwarzanie energii elektrycznej (i wody) w kosmosie sprawiła, że sięgnięto po to stare rozwiązanie, a gdy już weszło na orbitę zainteresowania tak ambitnych programów, jak podbój kosmosu, jego rozwój nabrał tempa.


Nowe życie starego wynalazku

Dziś ogniwo paliwowe wygląda zupełnie inaczej niż „odwrotność baterii”. To produkt kilkunastu najnowocześniejszych technologii, w tym elektroniki na poziomie, przy którym lądowanie na Księżycu to żadne wyzwanie.

Efekty są zdumiewające: nowoczesne ogniwo wodorowe ma wydajność do 65 proc. netto. NETTO! Po odliczeniu więc wszystkich strat na obsługę systemów zarządzania termicznego (chłodzenia i podgrzewania, bo ogniwo jest wymagające, jeśli chodzi o warunki pracy), przesyłu, sterowania, itp. Mówiąc wprost, aż 65 proc. energii potencjalnie dostępnej w reakcji tlen-wodór mamy do dyspozycji „na wyjściu”.

Dla porównania: najdoskonalsze istniejące dziś silniki spalinowe z najwyższym trudem przekraczają wydajność 40 proc. Ale BRUTTO. Czyli faktycznie „na wyjściu” z silnika wykorzystać możemy najwyżej jakieś 25 proc. teoretycznej siły, w jaką zmienia się wybuch mieszanki paliwowo-powietrznej w cylindrze silnika. W dodatku ogniwo paliwowe nie wytwarza żadnych szkodliwych substancji w wyniku reakcji wytwarzającej energię. Poza elektrycznością, produktem jest tylko i wyłącznie woda. Czystsza niż destylowana, bo składa się wyłącznie z wodoru i tlenu.

Mam nadzieję, że ten przydługi (choć z oczywistych względów bardzo upraszczający) wywód wystarczająco wyjaśnił, dlaczego wodór jest lepszym paliwem niż ropa naftowa. Dodam jeszcze, że jest to też paliwo, do którego nie ma dostępu tylko tam, gdzie kompletnie nie ma wody – ale nie oszukujmy się, nikt nie buduje miast czy w ogóle życia na środku Sahary. Poza tym, wodór jest dostępny wszędzie i dla każdego. Na skalę przemysłową wytwarzać go można przez analizę elektryczną wody (hydrolizę) oraz gromadzić, gdy powstaje przy okazji przeróżnych innych działań przemysłowych człowieka.

Do niedawna w ogromnej większości po prostu był odpadem, ponieważ nie istniały metody przechowywania go. Jest to najbardziej „przenikalna” substancja na Ziemi, której nie dawało się zamknąć w żadnym pojemniku, bo wodór zmienia strukturę metali, z którymi ma styczność, a guma czy inne uszczelki nie stanowią dla niego żadnej bariery. W najlepszym razie – jak w programach kosmicznych – udawało się uzyskiwać szczelność wystarczającą na dowiezienie na orbitę „wystarczająco dużo” wodoru. W praktyce – strata dobowa na nieszczelnościach mogła przekraczać 20 procent.

Zapraszamy do zapoznania się z dalszą częścią artykułu w najnowszym wydaniu Managera. 

  • RSS
Dodaj artykuł do: Facebook Wykop.pl nk.pl blip.pl twitter.com

Komentarze

  

Dodaj komentarz

manager